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《国内首条半导体级14纳米光掩模基板生产线落地上海临港》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： shenxiang
  • 发布时间：2020-08-22

  • 8月18日，上海传芯半导体与临港新片区管委会、临港产业区公司签署三方投资协议，传芯半导体光掩模版产业链研发及制造项目正式签约入驻临港新片区。

    据上海临港产业区消息，未来，传芯半导体将在临港新片区投资建设国内首条半导体级14纳米光掩模基板生产线。传芯半导体半导体级先进制程光掩模基板生产线的落地，一方面将形成光掩模板产业链中关键产品的国产化，打破国外垄断市场；另一方面也将进一步推动高端产业向临港集聚发展。

    天眼查显示，上海传芯半导体成立于2020年7月16日，公司注册资本5000万元，经营范围包括电子专用材料研发，集成电路设计等，股东包括黄早红、张韬、陈跃、徐鹏

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相关报告

  • 《到10纳米工艺，半导体特殊气体纯度比其他材料高1000倍以上》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：tengfei
    • 发布时间：2017-11-20
    • 在新一轮半导体产业发展周期中，芯片制造得到了前所未有的重视程度。毫无疑问，这是一个正确的决策，但材料与设备等芯片制造上游，同样需要重视。尤其是材料方面，无论是硅片还是晶圆制造所需的各种化学材料，国内起步都比较晚，市场基本控制在国外厂商手里，国内制造商的议价能力不高，每逢上游涨价，就面临利润被侵蚀的风险。 根据SEMI的数据，全球电子气体市场规模2014年已达35亿美元，其中特殊气体约占65%。博纯材料董事会主席兼首席执行官陈国富表示，半导体行业使用的高纯电子特气几乎全部依赖进口。造成这一状况的外因是国外公司不愿意向国内转移合成气体技术，也无意在中国设厂；内因是本土气体公司小作坊式生产状况普遍，很难达到晶圆制造的要求。 “半导体气体生产的瓶颈很多，从原材料纯度开始，到工艺、集成方法，以及封装过程中对于杂质的控制，都会影响到整个产品的质量。”博纯材料产品经理施宏伟表示。目前，博纯材料能生产锗烷、砷烷、乙硼烷等技术含量最高的关键气体，并已成功通过台积电、东芝等多家电子气体最终用户测试和现场管理稽查，成为直接服务国外最终客户的中国电子气体品牌。这次与英特格（Entegris）合作，代工英特格在芯片制造工艺中的垄断性专利产品（SDS），将进一步加强博纯材料在半导体供应链中的地位。 “走到10纳米节点，从颗粒和杂质来说，半导体特殊气体比其他任何专业都高1000倍以上。”英特格企业市场副总裁杨文革说道，“特殊气体所需要的纯度，相当于5000升水里面，不能有1滴水的杂质。半导体特殊气体的安全性的问题更重要，只要百万分之三的浓度，就可以杀人，一瓶气体，就可以把整个厦门市人口消灭。” 那么，这样高危险、高纯度的气体该如何存储运输呢？传统方法是采用高压钢瓶，但高压钢瓶存在泄露风险，一旦出现泄露，砷烷、磷烷等高毒性气体将将会造成极大的危害。 英特格SDS（Safe Delivery Source，安全原料运输）解决方案采用了负压存储，气瓶压力低于一个大气压或小于室压，从根本上消除了高危气体泄露的可能性。据杨文革介绍，SDS钢瓶内部放置碳基吸附剂，将特殊气体全部吸附，使用时采用真空泵抽取。所以即使瓶口打开，危险性气体也不会释放出来。 “全球只有一条生产线生产SDS钢瓶，供应Entegris在美国、韩国与中国的三个工厂。”杨文革指出，全球半导体离子注入气体市场80%以上由SDS方式存储运输。 通过与博纯材料合作，英特格成为全球首家在中国本地化生产特殊气体产品的国际材料公司，英特格将继续加强中国业务，为中国日益增长的半导体市场提供支持。 在双方合资新化学工厂的开幕式上，英特格首席运营官 Todd Edlund 也表示：“此次合作是我们持续计划的一部分，通过本地化生产和技术支持更好地服务于中国客户，满足他们对于制造和工艺开发的需求”。“我们与博纯材料合作，为我们的特殊化学品在中国生产建造出了世界一流的工厂。”
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  • 《深度对比半导体照明三条主要技术路线》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：tengfei
    • 发布时间：2016-03-15
    • 在LED的制备过程中，上游的衬底材料是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素。衬底材料表面的粗糙度、热膨胀系数、热传导系数、极性的影响、表面的加工要求以及与外延材料间晶格间是否匹配，这些因素与高亮度LED的发光效率与稳定性密切相关。因此，衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石，衬底材料的技术路线必然会影响整个产业的技术路线，是整个产业链的关键。目前半导体照明主要有三条技术路线，分别是以日本日亚化学为代表的蓝宝石衬底LED技术路线、以美国Cree为代表的碳化硅衬底LED技术路线，以及以中国晶能光电为代表的硅衬底LED技术路线。2016年1月8日，南昌大学联合晶能光电的江风益团队“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”技术项目获得2015年度国家科学技术奖技术发明类唯一的一等奖，LED业界中国芯的梦想再次被激发。硅衬底技术项目的获奖，说明硅衬底已被国家证实可行，并已提升到国家战略层面。硅衬底或将迎来规模化的商业应用。 GaN基LED三种主要衬底材料对比 LED各种衬底材料的市场占有率 蓝宝石（Al2O3）衬底 2014 年10 月7 日瑞典皇家科学院宣布：赤崎勇、天野浩和中村修二因发明“高效蓝色发光二极管”获得2014 年诺贝尔物理学奖。这3 位科学家的突出贡献在于，1993年他们突破了在蓝宝石衬底上制备高光效GaN 基蓝光LED 的核心技术。20多年来，基于蓝宝石衬底的GaN 基蓝光LED技术和产业发展迅猛，占据了衬底市场90%以上的市场份额，成为目前市场上的主流技术路线。 蓝宝石具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷。作为衬底材料，蓝宝石具有高温下（2000℃）化学性质稳定好、可见光不易吸收、价格便宜等优点。 蓝宝石衬底也有缺点，比如：第一，晶格失配和热应力失配会导致外延层中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺造成困难；第二，蓝宝石是绝缘体，电阻率很大，无法制成垂直结构的器件；第三，通常只在外延层上表面制作N型和P型电极，造成了有效发光面积减少，材料利用率降低；第四，蓝宝石的硬度非常高，仅次于金刚石，难以对它进行薄化和切割；第五，蓝宝石导热性能不是很好，因此在使用LED器件时，会传导出大量的热量，对面积较大的大功率器件，导热性能是一个非常重要的考虑因素。 目前蓝宝石衬底的技术发展比较成熟，不足方面虽然很多，但都被逐个克服，例如：过渡层生长技术克服了较大的晶格失配问题；采用同侧 P、N 电极克服了导电性能差的问题；不易切割的问题可以通过雷射划片机解决；由于热失配导致的对外延层的压力问题也可以得到解决。不过，江风益认为，蓝宝石衬底很难做到8 英寸至12 英寸等大尺寸外延，且因蓝宝石散热性能差，又难以剥离衬底，故在大功率LED 方面具有性能局限性。 蓝宝石衬底技术以日亚化学、丰田合成为代表。在蓝宝石晶体和晶片制备方面，国外主要集中在日本、美国、俄罗斯等国家，2010 年俄罗斯首次展出了200 mm 蓝宝石晶片。我国相对于国外存在较大差距，代表企业有元亮科技、同人电子、协鑫光电、重庆四联光电、中镓半导体、奥瑞德等。在外延方面，国内除了清华大学、北京大学、南昌大学、中国科学院半导体所等研究单位外，三安光电、华灿光电、上海北大蓝光、南昌欣磊光电、江西联创光电等企业在进行外延片的生产与研究。 蓝宝石材料目前生产能力过剩，低端市场竞争激烈。为延长LED产业链，应当高起点大力推进蓝宝石图形衬底发展。重点发展纳米级图形化蓝宝石衬底（PSS）、半球形和锥形图形衬底，以及激光诱导湿法刻蚀（LIBWE）、干法刻蚀等技术。同时，推动蓝宝石图形衬底相关的光刻和刻蚀以及相关检测设备、材料等发展。 碳化硅（SiC）衬底 SiC具有优良的热学、力学、化学和电学性质，不但是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一，而且可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料，打破了蓝宝石一统天下的局面，尤其在路灯和室外照明领域具有巨大的市场潜力。在半导体领域最常用的SiC是4H-SiC 和6H-SiC 两种。 碳化硅与蓝宝石相比，在结构上，蓝宝石不是半导体而是绝缘体，它只能做单面电极；碳化硅是导电的半导体，它可以做垂直结构。碳化硅衬底的导热性能要比蓝宝石高10倍以上；蓝宝石本身是热的不良导体，并且在制造器件时底部需要使用银胶固晶，银胶的传热性能也很差。而使用碳化硅衬底的芯片电极为L型，两个电极分布在器件的表面和底部，所产生的热量可以通过电极直接导出；同时这种衬底不需要电流扩散层，因此光不会被电流扩散层的材料吸收，这样又提高了出光效率。 在碳化硅衬底领域，美国Cree几乎垄断了优质碳化硅衬底的全球供应，其次是德国SiCrystal、日本新日铁、昭和电工、东纤-道康宁。我国企业实力较弱，国内能生产和加工碳化硅衬底的企业或机构有北京天科合达、山东天岳、山东大学、中国科学院物理所、中国科学院上海硅酸盐所、中国电子科技集团46所等。2015年7月，山东天岳自主研制的一款4英寸高纯半绝缘碳化硅衬底产品面世。 用碳化硅做光电器件衬底主要挑战是成本仍相对较高、技术门槛较高和专利技术不足，面临着行业垄断者的专利威胁。不过LED市场有高中低端之分，碳化硅衬底LED定位在高端。大功率LED市场需求巨大，碳化硅材料性能优越，具有功率大、能耗低、发光效率高等显著优势，可以很好满足大功率LED需求。 硅（Si）衬底 硅片作为GaN 材料的衬底有许多优点，如晶体品质高，尺寸大，成本低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等。 由于单晶硅材料生长技术成熟度高，容易获得低成本、大尺寸（6-12 英寸）、高质量的衬底，可以大大降低LED 的造价。并且，由于硅单晶已经大规模应用于微电子领域，使用单晶硅衬底有望实现LED 芯片与集成电路的直接集成，有利于LED 器件的小型化发展。因此使用单晶硅作为LED 衬底一直是本行业梦寐以求的事情。此外，与蓝宝石相比，单晶硅在性能上还有一些优势：热导率高、导电性好，可制备垂直结构，更适合大功率LED 制备。 然而与蓝宝石和SiC 相比，在Si 衬底上生长GaN 更为困难，主要体现在：（1）两者之间的热失配和晶格失配更大；（2）Si 与GaN 的热膨胀系数差别也将导致GaN 膜出现龟裂；（3）晶格常数差会在GaN 外延层中造成高的位错密度；（4）Si 衬底LED 还可能因为Si 与GaN 之间有0.5 V 的异质势垒而使开启电压升高以及晶体完整性差造成p 型掺杂效率低，导致串联电阻增大；（5）Si 吸收可见光会降低LED 的外量子效率。 从1999年第一个GaN/Si LED出现，到2002 年商品化GaN/Si LED 就已经问世，但是由于性能与蓝宝石及碳化硅制备的LED相差很大而没有被广泛应用。2010 年德国Azzurro 公司授权GaN-on-Si 技术予德国Osram 公司。2013 年4 月日本东芝公司收购美国普瑞光电（Bridgelux） 的技术，并开始8 英寸GaN-on-Si 外延片生产。国内江西晶能光电公司早在2012 年就宣布批量生产HB-LED 芯片；江西晶瑞光电也已推出了类似性能的LED 产品。 晶能光电的硅衬底技术，具有完全自主的知识产权，形成了蓝宝石、碳化硅、硅衬底半导体照明技术路线三足鼎立的局面。中国LED产业只有打破国际巨头的技术、专利垄断，掌握核心技术，才能真正实现由“跟随”到“跨越”的转变。
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